Räumliche Modellierung der Schwefelversorgung von Kulturpflanzen für das Gebiet der Bundesrepublik Deutschland

Hartmann, Knut

Schwefelmangel führt bei landwirtschaftlichen Kulturen zu Ertrags- und Qualitätsminderung. Verringerte Schwefeldepositionen in Agrarflächen und gestiegene Produktivität der Kulturpflanzen sowie die hohe Dynamik des pflanzenverfügbaren Schwefels im Boden sind Hauptgründe für das Auftreten von Schwefelmangel. Prognosemodelle helfen, das Risiko von Schwefelmangel abzuschätzen, zu bewerten und das landwirtschaftliche Management darauf anzupassen. Ziel dieser Arbeit war es, das pot. Schwefelmangelrisiko für Deutschland zu modellieren. Dabei lag der Fokus auf der Ausarbeitung der räumlichen Heterogenitäten des Risikos innerhalb Deutschlands, ohne Berücksichtigt der anthropogenen Einträge. Es entstand die Möglichkeit das Schwefelmangelrisiko für Gebiete Deutschlands zu vergleichen und besonders sensible Bereiche hervorzuheben. Dazu wurden aus der Literatur bekannte Faktoren, die Schwefelmangel an Kulturpflanzen begünstigen, berücksichtigt und bewertet. Neben dem aktuellen Klima wurde auch auf ein Szenario einer möglichen Klimaänderung in der Zukunft eingegangen. Die Untersuchungen führten zu folgenden Ergebnissen: Durch die Klassifizierung der Austauschhäufigkeit des Bodenwassers unter Berücksichtigung der Grundwasserbeeinflussung kann davon ausgegangen werden, dass etwa 25% der landwirtschaftlichen Fläche eine sehr geringe pot. Sulfatauswaschung, 20% eine geringe, 33% eine moderate, 10% eine hohe und 12% eine sehr hohe Sulfatauswaschung aufweisen. Bei einem Szenario der prognostizierte Klimaänderung verstärkt sich das Risiko der Sulfatauswaschung. Die Berücksichtigung der atmosphärischen Deposition am Schwefelentzug ermöglicht eine relative Einschätzung zwischen dem pot.n Auswaschungsrisiko und den atmosphärischen Einträgen auf Kreisebene. Dabei zeigen sich deutliche Heterogenitäten des Schwefelmangelrisikos innerhalb Deutschlands. Es konnte aufgezeigt werden, dass die jährliche atmosphärische Deposition von Schwefel den Entzug durch die Pflanzen nicht decken kann. Durch das zukünftig erhöhte Sulfatauswaschungsrisiko wird das Schwefelmangelrisiko zunehmen und Schwefel als essentieller Pflanzennährstoff mehr Aufmerksamkeit benötigen.

Sulphur deficiency decreases the yield of crops and influences the final yield quality. Spatial models enable to estimate the risk of sulphur deficiency on a national scale and help to adjust crop management. The objective of this study was to identify the risk of sulphur deficiency for different crops and show its spatial distributions. The spatial model was based on the major factors which favour the risk of sulphur deficiency. Hence the groundwater influence and the soil water balance were regarded as the major factors for the risk assessment of the potential sulphate leaching. The proportion of annual atmospheric sulphur deposition to the side and crop specific sulphur removals could also be calculated on a spatial scale and enabled the final assessment of the risk of sulphur deficiency. In addition to the current climate conditions it was possible to model the influence of a predicted climate change scenario. The research resulted in following results: The classification of the exchange frequency of the soil water under consideration of the groundwater shows that about 25% of agricultural areas are very low, 20% are low, 33% are moderately, 10% are high, and 12% are very high endangered for sulphate leaching. The predicted climate change will affect the soil water balance and the potential washout of sulphur and enhance the sulphate leaching. There are significant differences in the risk of sulphur deficiency within Germany. By taking the atmospheric sulphur deposition and the heterogeneous sulphur removals of different crops into account, a relative assessment of the sulphur deficiency risk could be enabled on a spatial scale. The deposition rates cannot meet the crop removals. Particularly with regard to the changing climate, the risk of sulphur deficiency will increase and sulphur as essential plant nutrient will need more attention to secure an optimal crop growth and development.

Zitieren

Zitierform:

Hartmann, Knut: Räumliche Modellierung der Schwefelversorgung von Kulturpflanzen für das Gebiet der Bundesrepublik Deutschland. 2010.

Zugriffsstatistik

Gesamt:
Volltextzugriffe:
Metadatenansicht:
12 Monate:
Volltextzugriffe:
Metadatenansicht:

Details anzeigen

Rechte

Nutzung und Vervielfältigung:
Alle Rechte vorbehalten

Export